Ⅰ.认识反应条件对化学反应方向,限度及快慢的影响,有利于运用这些规律解决实际问题。
(1)下列有关说法正确的是__________
(2)与的加成反应分为两步,能量与反应历程如图所示。下列说法中正确的是__________
(3)一定条件下在催化剂表面与水发生反应,,如果反应的平衡常数K值变大,该反应__________
(4)下列有关可逆反应:的分析中,一定正确的是__________
Ⅱ.金属钛(Ti)在工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是先将转化为,再进一步还原得到钛。工业上将转化为的方法为:
碳氯化法:
(5)平衡常数表达式___________ ;恒温恒容时,下列叙述一定能说明该反应达到平衡状态的是___________ 。
A.混合气体的压强保持不变 B.
C.混合气体的密度保持不变 D.和物质的量相等
(6)若反应容器的容积为,后,测得固体的质量减少,则的平均反应速率为___________ 。从碰撞理论解释升高温度反应速率加快的原因:___________ 。
Ⅲ.工业上将转化为的方法为还有直接氯化法:
直接氯化法:
(7)从和的角度说明碳氯化法的反应趋势远大于直接氯化法的原因:___________ 。
(8)由冶炼钛方法有:900℃,;从平衡移动角度解释上述冶炼金属钛的反应原理___________ 。
(1)下列有关说法正确的是__________
A.,该过程熵值增大 |
B.,,该反应一定能自发进行 |
C.,该过程熵值增大 |
D.,,,此反应低温自发 |
A.决速步骤是第一步 | B.总反应为吸热反应 |
C.总能量:反应物低于生成物 | D.过渡态1比过渡态2更稳定 |
A.在平衡移动时正反应速率先减小后增大 | B.一定向正反应方向移动 |
C.在平衡移动时逆反应速率先增大后减小 | D.一定向逆反应方向移动 |
A.增大压强,平衡不移动,则 |
B.升高温度,A的转化率诚小,则正反应是吸热反应 |
C.保持容器体积不变,移走C,平衡正向移动,正反应速率增大 |
D.保持容器体积不变,加入B,容器中D的质量增加,则B是气体 |
Ⅱ.金属钛(Ti)在工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是先将转化为,再进一步还原得到钛。工业上将转化为的方法为:
碳氯化法:
(5)平衡常数表达式
A.混合气体的压强保持不变 B.
C.混合气体的密度保持不变 D.和物质的量相等
(6)若反应容器的容积为,后,测得固体的质量减少,则的平均反应速率为
Ⅲ.工业上将转化为的方法为还有直接氯化法:
直接氯化法:
(7)从和的角度说明碳氯化法的反应趋势远大于直接氯化法的原因:
(8)由冶炼钛方法有:900℃,;从平衡移动角度解释上述冶炼金属钛的反应原理
更新时间:2023/04/30 19:47:36
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【推荐1】利用太阳能等可再生能源,通过光催化、光电催化或电解水制氢来进行二氧化碳加氢制甲醇,发生的主要反应是,请回答下列有关问题。
(1)常压下,二氧化碳加氢制甲醇反应时的能量变化如图1所示,则该反应的反应热___________ 。
(2)若二氧化碳加氢制甲醇反应在恒温恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明该反应进行到时刻达到平衡状态的是___________(填字母序号)。
(3)℃,在容积(均为2L)相同的a,b两个密闭容器中分别均投入和,进行二氧化碳加氢制甲醇的反应。容器a中保持压强不变,容器b保持容积不变,容器b中甲醇的体积分数与时间关系如图2所示。
①容器b中0~10min氢气的平均反应速率___________ ;℃,反应的平衡常数为___________ 。
②达到平衡后容器a中的平衡转化率___________ 75%(填“>”“<”或“=”)。
③若起始时,容器b中其他条件不变,加入催化剂,则反应情况会由曲线b变为曲线c,则请在图2中画出曲线c的趋势___________ 。
(4)二氧化碳加氢制甲醇的反应历程如图3所示,方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量(括号里的数字或字母,单位:eV);其中,TS表示过渡态、*表示吸附在催化剂上的微粒。
则生成甲醇的决速步骤的反应方程式为___________ 。
(1)常压下,二氧化碳加氢制甲醇反应时的能量变化如图1所示,则该反应的反应热
(2)若二氧化碳加氢制甲醇反应在恒温恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明该反应进行到时刻达到平衡状态的是___________(填字母序号)。
A. | B. | C. | D. |
(3)℃,在容积(均为2L)相同的a,b两个密闭容器中分别均投入和,进行二氧化碳加氢制甲醇的反应。容器a中保持压强不变,容器b保持容积不变,容器b中甲醇的体积分数与时间关系如图2所示。
①容器b中0~10min氢气的平均反应速率
②达到平衡后容器a中的平衡转化率
③若起始时,容器b中其他条件不变,加入催化剂,则反应情况会由曲线b变为曲线c,则请在图2中画出曲线c的趋势
(4)二氧化碳加氢制甲醇的反应历程如图3所示,方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量(括号里的数字或字母,单位:eV);其中,TS表示过渡态、*表示吸附在催化剂上的微粒。
则生成甲醇的决速步骤的反应方程式为
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【推荐2】I.氮及其化合物对人类生产、生活有着重要的作用。
(1)贮藏粮食、瓜果常充入,主要作用是___________ 。
(2)工业合成氨,写出反应的化学方程式___________ ,分离器中压强约为15MPa,温度约为-20℃,分离氨应用了氨___________ 的性质。
(3)氨催化氧化时,用酒精喷灯预热催化剂,后通入反应气体,当催化剂红热后撤去酒精喷灯,催化剂仍然保持红热,温度可达到700℃以上。下图能够正确表示该反应过程能量变化的是___________ (填字母)。
电化学气敏传感器可用于监测该实验中的含量,其工作原理见图,监测过程被___________ (填“氧化”或“还原”)。
II.某兴趣小组探究稀硝酸性质如下。(夹持仪器已省略)
(4)铜丝和稀硝酸反应中氧化剂和还原剂物质的量之比是___________ 。
(5)实验中观察到具支试管内的现象是___________ ,溶液上方的气体略有红棕色。
(6)NaOH溶液的作用是___________ 。
(1)贮藏粮食、瓜果常充入,主要作用是
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(3)氨催化氧化时,用酒精喷灯预热催化剂,后通入反应气体,当催化剂红热后撤去酒精喷灯,催化剂仍然保持红热,温度可达到700℃以上。下图能够正确表示该反应过程能量变化的是
A | B | C |
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(5)实验中观察到具支试管内的现象是
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解题方法
【推荐3】实验室利用下列装置模拟工业生产制备少量硝酸。
(1)实验结束时,两种反应气体中需要再持续通入_______ (填化学式)一段时间。
(2)B中反应的化学方程式为_______ 。
(3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂,然后通入反应气体,当催化剂红热后撤离酒精喷灯,催化剂始终保持红热,温度可达到700℃以上。下列图示中,能够正确表示该反应过程能量变化的是_______
(4)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-571.5kJ/mol
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+68.0kJ/mol
③N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92.5kJ/mol
则:8NH3(g)+6NO2(g)=7N2(g)+12H2O(l) △H=_______ kJ/mol
(5)控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。
①当比例不合适时,A中不仅有红棕色气体产生,还伴有白烟。白烟是_______ (填化学式)。
②理论上使氨气完全转化为硝酸,则NH3与O2(相同条件下)的体积比应满足V(NH3):V(O2)_____ 。
(1)实验结束时,两种反应气体中需要再持续通入
(2)B中反应的化学方程式为
(3)实验时先用酒精喷灯预热催化剂,然后通入反应气体,当催化剂红热后撤离酒精喷灯,催化剂始终保持红热,温度可达到700℃以上。下列图示中,能够正确表示该反应过程能量变化的是_______
A. | B. | C. | D. |
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+68.0kJ/mol
③N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92.5kJ/mol
则:8NH3(g)+6NO2(g)=7N2(g)+12H2O(l) △H=
(5)控制氨气和氧气的比例是制备硝酸的关键。
①当比例不合适时,A中不仅有红棕色气体产生,还伴有白烟。白烟是
②理论上使氨气完全转化为硝酸,则NH3与O2(相同条件下)的体积比应满足V(NH3):V(O2)
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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【推荐1】苯甲醛(C6H5CHO)和丙酮(CH3COCH3)在固体碱催化剂下发生Aldol反应生成β-羟基酮(C10H12O2),β-羟基酮进一步脱水反应生成苄叉丙酮(C10H10O)。
Aldol反应:C6H5CHO(l)+CH3COCH3(l)C10H12O2(l) ΔH1<0
脱水反应:C10H12O2(l)C10H10O(l)+H2O(l) ΔH2>0
取0.05 mol苯甲醛和0.16 mol丙酮,加入固体碱催化剂,反应180 min达到化学平衡状态。测得不同温度下,苯甲醛、β-羟基酮、苄叉丙酮的物质的量随时间的关系如图甲、乙所示。
(1)反应中维持较大酮醛比[n(丙酮)/n(苯甲醛)],除利用反应物丙酮作溶剂外,还可能是________________________________ 。
(2)根据图甲、图乙可知,温度升高时,苯甲醛的转化率增大,但β-羟基酮的产率降低。请简述其可能原因:________________________________ 。
(3)反应温度为20 ℃,加入0.5 g固体催化剂,反应180 min后,苯甲醛的转化率为80%,苄叉丙酮的产率为60%,测得反应后混合物总体积为V L。
①β-羟基酮的产率为=________ 。
②脱水反应的平衡常数KC=________ 。
(4)苄叉丙酮电羧化可用于固定CO2。室温下镁棒为辅助电极,银棒为工作电极,常压下通入CO2 30 min至饱和后开始电解苄叉丙酮(C10H10O)。电解过程中持续通入CO2,在工作电极附近得到电羧化产物2-苯基乙酰丙酸(C11H12O3)。
①镁棒作________ 极(填“阴”或“阳”)。
②写出苄叉丙酮转化为2-苯基乙酰丙酸的电极反应式:________________ (有机物用分子式表示)。
③在电解过程中维持电流强度为I(A),t min后制得2-苯基乙酰丙酸b g。则工作电极的法拉第电流效率为________________ 。【,Q=It=ne×F,法拉第常数为F,单位C/mol】
Aldol反应:C6H5CHO(l)+CH3COCH3(l)C10H12O2(l) ΔH1<0
脱水反应:C10H12O2(l)C10H10O(l)+H2O(l) ΔH2>0
取0.05 mol苯甲醛和0.16 mol丙酮,加入固体碱催化剂,反应180 min达到化学平衡状态。测得不同温度下,苯甲醛、β-羟基酮、苄叉丙酮的物质的量随时间的关系如图甲、乙所示。
(1)反应中维持较大酮醛比[n(丙酮)/n(苯甲醛)],除利用反应物丙酮作溶剂外,还可能是
(2)根据图甲、图乙可知,温度升高时,苯甲醛的转化率增大,但β-羟基酮的产率降低。请简述其可能原因:
(3)反应温度为20 ℃,加入0.5 g固体催化剂,反应180 min后,苯甲醛的转化率为80%,苄叉丙酮的产率为60%,测得反应后混合物总体积为V L。
①β-羟基酮的产率为=
②脱水反应的平衡常数KC=
(4)苄叉丙酮电羧化可用于固定CO2。室温下镁棒为辅助电极,银棒为工作电极,常压下通入CO2 30 min至饱和后开始电解苄叉丙酮(C10H10O)。电解过程中持续通入CO2,在工作电极附近得到电羧化产物2-苯基乙酰丙酸(C11H12O3)。
①镁棒作
②写出苄叉丙酮转化为2-苯基乙酰丙酸的电极反应式:
③在电解过程中维持电流强度为I(A),t min后制得2-苯基乙酰丙酸b g。则工作电极的法拉第电流效率为
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【推荐2】甲醛(HCHO)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。利用甲醇一定条件下直接脱氢可制甲醛,涉及的反应如下:
反应I:
反应II:
已知:①平衡状态下,甲醛选择性;甲醛的收率。
②几种物质的燃烧热如下表:
回答下列问题:
(1)_______ ,HCHO的空间结构为_______ 形。
(2)反应I、反应II的反应历程可表示为:
历程i:……
历程ii:
历程iii:
历程iv:
写出历程i的反应方程式:_______ 。
(3)将加入容积为2L的刚性密闭容器中,温度对平衡状态下的选择性和收率的影响如图所示:①图中表示收率的是曲线_______ (填“I”或“II”),判断的依据是_______ 。
②℃,反应进行到10min时达到平衡,此时的转化率为_______ ,_______ ,反应I的平衡常数_______ 。
反应I:
反应II:
已知:①平衡状态下,甲醛选择性;甲醛的收率。
②几种物质的燃烧热如下表:
物质 | ||||
燃烧热 | -725.8 | -563.6 | -283.0 | -285.8 |
(1)
(2)反应I、反应II的反应历程可表示为:
历程i:……
历程ii:
历程iii:
历程iv:
写出历程i的反应方程式:
(3)将加入容积为2L的刚性密闭容器中,温度对平衡状态下的选择性和收率的影响如图所示:①图中表示收率的是曲线
②℃,反应进行到10min时达到平衡,此时的转化率为
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解答题-原理综合题
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(0.4)
【推荐3】工业上由N2、H2合成NH3。制备H2需经多步完成,其中“水煤气(CO、H2)变换”是纯化H2的关键一步。
(1)水煤气变换:CO(g)+ H2O(g)CO2(g) + H2(g),该反应的∆H = +41 kJ/mol或﹣41 kJ/mol。
① 平衡常数K随温度变化如下:
下列分析正确的是__________ 。
a. 水煤气变换反应的∆H<0
b. 增大压强,可以提高CO的平衡转化率
c. 增大水蒸气浓度,可以同时增大CO的平衡转化率和反应速率
② 温度为T1时,向容积为2 L 的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO和H2O(g),
相关数据如下:
ⅰ. 甲容器中,反应在t1 min 内的平均反应速率v(H2)=_____ mol/(L·min)。
ⅱ. 甲容器中,平衡时,反应的热量变化为_____ kJ。
ⅲ. T1时,反应的平衡常数K甲=______ 。
ⅳ. 乙容器中,a =______ mol。
(2)以氨水为吸收剂脱除CO2,当其失去吸收能力时,通过加热使吸收剂再生,用化学方程式表示“吸收”过程:___________________________________ 。
(3)2016年我国某科研团队利用透氧膜,一步即获得N2、H2,工作原理如图所示。(空气中N2与O2的物质的量之比按4:1计)。
① 起还原作用的物质是_______ 。
② 膜Ⅰ侧发生的电极反应式是_______ 。
(1)水煤气变换:CO(g)+ H2O(g)CO2(g) + H2(g),该反应的∆H = +41 kJ/mol或﹣41 kJ/mol。
① 平衡常数K随温度变化如下:
温度/℃ | 200 | 300 | 400 |
K | 290 | 39 | 11.7 |
下列分析正确的是
a. 水煤气变换反应的∆H<0
b. 增大压强,可以提高CO的平衡转化率
c. 增大水蒸气浓度,可以同时增大CO的平衡转化率和反应速率
② 温度为T1时,向容积为2 L 的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO和H2O(g),
相关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 | ||
反应物 | CO | H2O | CO | H2O |
起始时物质的量(mol) | 1.2 | 0.6 | 2.4 | 1.2 |
平衡时物质的量(mol) | 0.8 | 0.2 | a | b |
达到平衡的时间(min) | t1 | t2 |
ⅰ. 甲容器中,反应在t1 min 内的平均反应速率v(H2)=
ⅱ. 甲容器中,平衡时,反应的热量变化为
ⅲ. T1时,反应的平衡常数K甲=
ⅳ. 乙容器中,a =
(2)以氨水为吸收剂脱除CO2,当其失去吸收能力时,通过加热使吸收剂再生,用化学方程式表示“吸收”过程:
(3)2016年我国某科研团队利用透氧膜,一步即获得N2、H2,工作原理如图所示。(空气中N2与O2的物质的量之比按4:1计)。
① 起还原作用的物质是
② 膜Ⅰ侧发生的电极反应式是
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】丁二烯、异丁烯均是重要的有机化工原料,广泛用于有机合成和精细化工。
I.正丁烷催化氧化制1.3-丁二烯的一种反应途径如图所示。
(1)已知:,则______ ,相同条件下,稳定性:1-丁烯______ (填“>”、“<”或“=”)2-丁烯。
(2)在某恒温恒容密闭容器中通入等物质的量的和,仅发生反应④(该反应为可逆反应),下列描述能说明反应已经达到平衡状态的是______(填标号)。
II.正丁烷脱氢异构制异丁烯。
温度为T℃,向体积不等的恒容密闭容器中均充入1 mol正丁烷,发生反应:
,反应均进行10 min,测得各容器中正丁烷的转化率与容器体积的关系如图所示。
(3)A点时______ (填“>”、“=”或“<”,同);正反应速率:______ 。
(4)若C点为平衡点且容器总压强为0.4 MPa,则该条件下,反应的平衡常数______ MPa(以分压表示的平衡常数为,分压=总压×物质的量分数)。
(5)向A点对应的反应体系中再充入一定量的正丁烷,达到平衡时,正丁烷的转化率______ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(6)______ 。
I.正丁烷催化氧化制1.3-丁二烯的一种反应途径如图所示。
(1)已知:,则
(2)在某恒温恒容密闭容器中通入等物质的量的和,仅发生反应④(该反应为可逆反应),下列描述能说明反应已经达到平衡状态的是______(填标号)。
A.混合气体的密度不再改变 |
B.混合气体平均摩尔质量不再改变 |
C.丁二烯和的物质的量之比不再改变 |
D.1-丁烯和的物质的量之比不再改变 |
II.正丁烷脱氢异构制异丁烯。
温度为T℃,向体积不等的恒容密闭容器中均充入1 mol正丁烷,发生反应:
,反应均进行10 min,测得各容器中正丁烷的转化率与容器体积的关系如图所示。
(3)A点时
(4)若C点为平衡点且容器总压强为0.4 MPa,则该条件下,反应的平衡常数
(5)向A点对应的反应体系中再充入一定量的正丁烷,达到平衡时,正丁烷的转化率
(6)
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解答题-工业流程题
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(0.4)
解题方法
【推荐2】中国是世界上最大的钨储藏国,超细钨粉是生产硬质合金所必须的原料,是重要的战略物资。自然界中钨主要存在于黑钨矿中,其主要成分是铁和锰的钨酸盐(、),还含少量Si、As的化合物。由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如图所示:
已知:①“滤渣1”的主要成分是、。
②上述流程中,钨的化合价只有在最后一步发生改变。
③常温下钨酸难溶于水。
回答下列问题:
(1)钨酸盐(、)中钨元素的化合价为+6,请写出在熔融条件下发生碱分解反应生成的化学方程式___________ 。
(2)从中制备出黄钨()后,工业上可以采用铝热还原法生产钨铁合金,已知:
①
②
则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为___________ (反应热写为并用含、的代数式表示),在反应②中若有0.3mol参加反应,则转移电子的物质的量为___________ mol。
(3)工业上也可以用逐级还原:,总反应为,实验测得一定条件下,平衡时的体积分数曲线如图所示:
①由图可知,a点处反应将向___________ (填“左”或“右”)进行。
②如果上述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是___________ (填字母)。
A.时,一定达到平衡状态
B.混合气体的平均相对分子质量不变时,一定达到平衡状态
C.容器内气体的密度不变时,一定达到平衡状态
D.容器内压强不变时,一定达到平衡状态
③由图可知900K时,该反应的平衡常数___________ 。
④已知在高温下,氧化钨会与水蒸气反应生成一种挥发性极强的水钨化合物,因此在反应中要适当加快氢气的流速,原因是___________ 。
已知:①“滤渣1”的主要成分是、。
②上述流程中,钨的化合价只有在最后一步发生改变。
③常温下钨酸难溶于水。
回答下列问题:
(1)钨酸盐(、)中钨元素的化合价为+6,请写出在熔融条件下发生碱分解反应生成的化学方程式
(2)从中制备出黄钨()后,工业上可以采用铝热还原法生产钨铁合金,已知:
①
②
则四氧化三铁与钨反应的热化学方程式为
(3)工业上也可以用逐级还原:,总反应为,实验测得一定条件下,平衡时的体积分数曲线如图所示:
①由图可知,a点处反应将向
②如果上述反应在体积不变的密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是
A.时,一定达到平衡状态
B.混合气体的平均相对分子质量不变时,一定达到平衡状态
C.容器内气体的密度不变时,一定达到平衡状态
D.容器内压强不变时,一定达到平衡状态
③由图可知900K时,该反应的平衡常数
④已知在高温下,氧化钨会与水蒸气反应生成一种挥发性极强的水钨化合物,因此在反应中要适当加快氢气的流速,原因是
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解题方法
【推荐3】Ⅰ、氨气中氢含量高,是一种优良的小分子储氢载体,且安全、易储运,可通过氨热分解法制氢气。在一定温度下,利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题:
(1)反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g) ∆H=_______ ;
(2)已知该反应∆S=200J·moL−1 ·K−1,则在300℃时该反应_______ (填“能”或“不能”)自发进行。
Ⅱ、工业上以CO2、NH3为原料生产尿素CO(NH2)2,2NH3(g)+CO2(g)⇌H2O(l)+CO(NH2)2(s) ∆H<0,时,在1L的密闭容器中充入和模拟工业生产,,图中是平衡转化率与x的关系。
(3)一定能判断该反应达到化学平衡状态的是_______ (填序号)。
A.
B. 氨气的体积分数不再变化
C. 气体的密度不再变化
D. 气体的平均摩尔质量不再变化
E. 氨气的物质的量浓度不再变化
(4)图中A点的平衡转化率_______ %(结果保留3位有效数字)。
(5)当时,若起始的压强为,水为液态平衡时压强变为起始的,则该反应的平衡常数=_______ (为以分压表示的平衡常数,分压=总压体积分数)。
Ⅲ
(6)NH3催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气脱硝除技术。用活化后的V2O5作催化剂,NH3将NO还原成N2的一种反应历程如图所示,则总反应方程式为_______ 。
化学键 | N≡N | H—H | N—H |
键能E/() | 946.0 | 436.0 | 391.0 |
(1)反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g) ∆H=
(2)已知该反应∆S=200J·moL−1 ·K−1,则在300℃时该反应
Ⅱ、工业上以CO2、NH3为原料生产尿素CO(NH2)2,2NH3(g)+CO2(g)⇌H2O(l)+CO(NH2)2(s) ∆H<0,时,在1L的密闭容器中充入和模拟工业生产,,图中是平衡转化率与x的关系。
(3)一定能判断该反应达到化学平衡状态的是
A.
B. 氨气的体积分数不再变化
C. 气体的密度不再变化
D. 气体的平均摩尔质量不再变化
E. 氨气的物质的量浓度不再变化
(4)图中A点的平衡转化率
(5)当时,若起始的压强为,水为液态平衡时压强变为起始的,则该反应的平衡常数=
Ⅲ
(6)NH3催化还原氮氧化物是目前应用最广泛的烟气脱硝除技术。用活化后的V2O5作催化剂,NH3将NO还原成N2的一种反应历程如图所示,则总反应方程式为
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【推荐1】已知,生产甲醇过程主要发生以下反应:
反应I.
反应II.
反应III.
(1)反应III中,H=_____________ ,该反应在_______ 条件下能自发进行。
A.在低温条件下自发进行 B.在高温条件下自发进行
C.在任何条件下都能自发进行 D.在任何条件下都不能自发进行
(2)反应III中,的平衡转化率与温度的关系如图所示:①两点压强大小关系是pA_____________ pB(填“、、”)。
②三点平衡常数的大小关系为_____________ 。时,由D点到A点过程中正、逆反应速率之间的关系:v正_____________ v逆。(填“”、“”或“”)。
(3)完成下列问题。
①向某恒温恒压密闭容器中充入和,下列能说明反应III达到平衡的是_______ 。
A.
B.两种反应物转化率的比值不再改变
C.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.容器内混合气体的密度不再改变
②在恒容密闭容器中充入和,在和条件下经达到平衡状态。在该条件下,v(H2)=_______ 。
(4)已知:的选择性,不考虑催化剂活性温度,为同时提高的平衡转化率和甲醇的选择性,应选择的反应条件是_______ ,说明其原因_____________________ 。
A.低温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.高温低压
反应I.
反应II.
反应III.
(1)反应III中,H=
A.在低温条件下自发进行 B.在高温条件下自发进行
C.在任何条件下都能自发进行 D.在任何条件下都不能自发进行
(2)反应III中,的平衡转化率与温度的关系如图所示:①两点压强大小关系是pA
②三点平衡常数的大小关系为
(3)完成下列问题。
①向某恒温恒压密闭容器中充入和,下列能说明反应III达到平衡的是
A.
B.两种反应物转化率的比值不再改变
C.容器内混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.容器内混合气体的密度不再改变
②在恒容密闭容器中充入和,在和条件下经达到平衡状态。在该条件下,v(H2)=
(4)已知:的选择性,不考虑催化剂活性温度,为同时提高的平衡转化率和甲醇的选择性,应选择的反应条件是
A.低温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.高温低压
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解答题-原理综合题
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较难
(0.4)
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解题方法
【推荐2】Ⅰ.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖,反应为N2 (g)+3H2(g)2NH3(g) △H =−92.4kJ·mol−1, △S=−200J·mol−1·K−1。请回答下列问题:
(1)常温下,合成氨反应________ (填“能”或“不能”)自发进行,其平衡常数表达式K=_______ 。
(2)______ 温(填“高”或“低”)有利于提高反应速率,______ 温(填“高”或“低”)有利于提高平衡转化率,综合考虑催化剂活性等因素,工业常采用400~500℃。
(3)针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了解决方案:双温—双控—双催化剂。使用Fe-TiO2∙xHy双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时,Fe的温度为 547℃,而TiO2∙xHy的温度为415℃)。
该方案的优势:___________ 。
Ⅱ.合成氨工艺可以进一步优化,实现尿素的合成,简易流程图如下:(4)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),恒容容器中,对于以上反应,能加快反应速率的是___________。
(5)已知,若合成尿素的流程中转化率为 80%时,100吨甲烷为原料能够合成___________ 吨尿素。
Ⅲ.盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与 NH4Cl类似。
(6)写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式___________ 。
(7)盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是___________。
(1)常温下,合成氨反应
(2)
(3)针对反应速率与平衡产率的矛盾,我国科学家提出了解决方案:双温—双控—双催化剂。使用Fe-TiO2∙xHy双催化剂,通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时,Fe的温度为 547℃,而TiO2∙xHy的温度为415℃)。
该方案的优势:
Ⅱ.合成氨工艺可以进一步优化,实现尿素的合成,简易流程图如下:(4)步骤Ⅱ中制氢气原理如下:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ,CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),恒容容器中,对于以上反应,能加快反应速率的是___________。
A.升高温度 | B.充入 He | C.加入催化剂 | D.降低压强 |
(5)已知,若合成尿素的流程中转化率为 80%时,100吨甲烷为原料能够合成
Ⅲ.盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈酸性,水解原理与 NH4Cl类似。
(6)写出盐酸肼第一步水解反应的离子方程式
(7)盐酸肼水溶液中离子浓度的排列顺序正确的是___________。
A. |
B. |
C. |
D. |
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【推荐3】乙烯是世界上产量最大的化学产品之一,乙烯工业是石油化工产业的核心。
(1)甲醇制备乙烯的主要反应:
i.
ii.
iii.
转化为的热化学方程式iv:___________ ,该反应能自发进行的条件是___________ (填“较低”“较高”或“任意”)温度。
(2)乙炔在表面选择加氢生成乙烯的反应机理如图。其中吸附在表面上的物种用*标注。
该历程中最大能垒(活化能)为___________ ,该步骤的化学方程式为___________ 。
(3)法是目前工业上生产乙醛的最重要方法。其反应如下:CH2=CH2(g)+O2(g) CH3CHO(g) ,某温度下,物质的量之比为2:1的和在刚性容器内发生反应该反应,若起始总压为PMPa,反应达到平衡时总压减少了25%,用各物质的平衡分压表示该反应的平衡常数,则___________ (只要列出计算式,分压=总压×物质的量分数)。
(4)为寻找更合适的催化剂,工业生产中将乙烯和氧气混合气体按一定的流速通过两种不同的催化剂表面发生反应,通过逸出气体的成分测得乙烯的转化率随温度变化如图所示。
在②的催化剂下400-450℃范围内,温度升高,乙烯的转化率快速增大,原因是___________ 。在温度、压强和催化剂①均不变的情况下,提高A点的转化率的可行的方法有___________ 。
(1)甲醇制备乙烯的主要反应:
i.
ii.
iii.
转化为的热化学方程式iv:
(2)乙炔在表面选择加氢生成乙烯的反应机理如图。其中吸附在表面上的物种用*标注。
该历程中最大能垒(活化能)为
(3)法是目前工业上生产乙醛的最重要方法。其反应如下:CH2=CH2(g)+O2(g) CH3CHO(g) ,某温度下,物质的量之比为2:1的和在刚性容器内发生反应该反应,若起始总压为PMPa,反应达到平衡时总压减少了25%,用各物质的平衡分压表示该反应的平衡常数,则
(4)为寻找更合适的催化剂,工业生产中将乙烯和氧气混合气体按一定的流速通过两种不同的催化剂表面发生反应,通过逸出气体的成分测得乙烯的转化率随温度变化如图所示。
在②的催化剂下400-450℃范围内,温度升高,乙烯的转化率快速增大,原因是
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